JP2005136756A

JP2005136756A - アンテナ装置

Info

Publication number: JP2005136756A
Application number: JP2003371418A
Authority: JP
Inventors: Tadashi Isono; 忠磯野; Kazuo Matsuura; 一雄松浦; Yoshiyuki Sasada; 義幸笹田
Original assignee: Hitachi Ltd; Hitachi Car Engineering Co Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd; Hitachi Automotive Systems Engineering Co Ltd
Priority date: 2003-10-31
Filing date: 2003-10-31
Publication date: 2005-05-26
Anticipated expiration: 2023-10-31
Also published as: JP4268855B2

Abstract

【課題】
安価に実装できる構造のアンテナ装置を提供する。
【解決手段】
セラミックを積層してなる誘電体基板に、膜状のアンテナと、アンテナに電力を供給するための供給手段と、電力を発生するための発振素子と、発振素子の駆動及び高周波信号を伝送するための高周波回路から構成したアンテナ装置の誘電体基板の外周近傍に複数のはんだバンプあるいは金属製リードフレームを具備する。
【効果】
本発明によれば、あらかじめアンテナ装置に電気的な接続手段が具備されており、保持部材も必要としないため、実装のための付帯部品が不要で、実装工数を少なくするとともに、短時間化することが可能である。
また、電子部品の実装技術で実装できるので、実装精度を高くすることが可能である。
【選択図】図１

Description

本発明は、マイクロ波・ミリ波などの高周波で使用するアンテナ装置または送受信装置に関する。

マイクロ波・ミリ波など高周波で使用する送受信装置の発振素子には例えばＧａＡｓを基材としたＩＣ素子(Microwave Monolithic Integrated Circuit：以下、ＭＭＩＣ) が従来より用いられている。

ＭＭＩＣは大気中の水分等により特性の劣化を起こすことが知られており、ＭＭＩＣを使用する場合は気密封止したパッケージ内に搭載する必要がある。

しかし、気密封止のパッケージ内と外部間で高周波信号を伝送しようとすると、伝送手段に不連続が生じるため、少なからず損失を生じることになる。

この損失を低減するパッケージとして、例えば特開平１１−１６３１８５号公報に記載のものなどがある。

また、上記パッケージ技術の応用として、パッケージにアンテナを一体化させた構造も公知である。

特開平１１−１６３１８５号公報

しかしながら、アンテナを付加したパッケージ（アンテナ装置）を送受信装置に実装しようとすると、これを支持するための保持部材や、アンテナ装置を制御するための制御回路並びにアンテナ装置からの出力信号を所望の信号に変換するための信号処理回路などとの電気的な接続が必要となる。

そのため、保持部材や電気的な接続部品など付帯部品が必要となり、さらには、これらの実装に多くの組立工数を要する。

よって、パッケージにアンテナを一体化することで、アンテナ装置の部品単価は低減できるが、送受信装置への実装でコストがかかるといった課題があった。

本発明の目的は、上記の付帯部品を低減しつつ、安価に実装できる構造のアンテナ装置を提供することにある。

上記目的を達成するための本発明の特徴は、セラミックを積層してなる誘電体基板に、膜状のアンテナと、該アンテナに電力を供給するための供給手段と、該電力を発生するための発振素子と、該発振素子の駆動及び高周波信号を伝送するための高周波回路から構成したアンテナ装置において、該誘電体基板の外周近傍に複数のはんだバンプあるいは金属製リードフレームを具備したことにある。

本発明によれば、あらかじめアンテナ装置に電気的な接続手段が具備されているため付帯的な接続部品を必要としない。

また、上記の接続手段はアンテナ装置を保持する作用も兼ねているので保持部材も必要としない。

さらに、アンテナ装置の実装は前記の制御回路などに用いる電子部品のはんだ接続時と同じ工程で接続されるため、少ない工数で実装することが可能である。

以上より、付帯部品が少なく、安価に実装できる構造のアンテナ装置を提供することができる。

本発明によれば、あらかじめアンテナ装置に電気的な接続手段が具備されており、保持部材も必要としないため、実装のための付帯部品が不要で、実装工数も少ない。

また、電子部品の実装技術で実装できるので、実装精度も高い。よって、本発明のアンテナ装置とすることで、送受信装置に実装する場合に、安価で精度の良い実装を実現できるアンテナ装置を提供することができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照し説明する。

図１は本発明による第１実施例のアンテナ装置を示した図である。

本発明のアンテナ装置は、例えば、図１に示すような構造であり、以下、その詳細を説明する。

セラミックを多層成形してなる誘電体基板１の一つの面に、蒸着等の薄膜技術により、金属の膜状アンテナ２を形成する。誘電体基板１の膜状アンテナ２を形成した面の裏面には膜状アンテナ２と同じ方法で高周波回路９の配線パターンを形成する。高周波回路９は前記配線パターン上にＭＭＩＣ６などの電子部品を実装することにより構成される。誘電体基板１には、高周波回路９と膜状アンテナ２間の高周波信号の伝送手段として、誘電体基板１に貫通穴を設け金属を充填した構成の給電ビア３を設けている。

さらに、高周波回路９に実装したＭＭＩＣ６の環境による劣化を防ぐために、例えば金属製のカバー１０をシーム溶接等を施すことで気密封止している。

ここにおいて、ＭＭＩＣ６を駆動または制御するための印加電圧や、高周波回路９からの出力信号の入出力は、誘電体基板１内にあらかじめ多層配線されたスルービア８を用いた配線及び導体層７を介してなされる。

このように構成されるアンテナ装置を送受信装置に実装する場合、送受信装置の制御回路との電気的な接続にコネクタ等を介した配線が必要となる。また、アンテナには指向性があるため、アンテナ装置は精度良く固定されることが望まれる。よって、寸法精度の高い、すなわち高価な保持部材が必要となる。

したがって、これら実装に関わる付帯的な部品の材料費と、これら付帯部品の実装のための組立加工費がかかることになる。

本発明は、この様な問題を解決すべく考案したものでる。

すなわち、マイコンのパッケージ等で既に製造プロセスが確立されているＢＧＡ技術を用い、誘電体基板１の外周にはんだバンプを形成し、このはんだバンプと導体層７及びスルービア８とを接続したものである。

この構造とすることにより、アンテナ装置を送受信装置に実装する場合、ＢＧＡパッケージの電子部品をプリント回路基板に実装する際に用いられる、はんだリフロー工程のみで実装が可能となる。

ＢＧＡパッケージのはんだリフローによる実装は、はんだ溶融時にセルフアライメント効果により位置精度の優れた実装が可能であることがよく知られている。

よって、本発明のアンテナ装置とすることで、送受信装置に実装する場合に、安価で精度の良い実装を実現できるアンテナ装置を提供することができる。

図２は本発明による第２実施例のアンテナ装置を示した図である。

本発明のアンテナ装置は、第１実施例のはんだバンプを配置した箇所に、例えば図２−２に示すような形状の金属製リードフレーム１１の誘電体基板差込部を誘電体基板１に差込み、ロー付け等により電気的に接続したものである。

本構造のアンテナ装置によっても、送受信装置に実装する場合に、プリント回路基板にスルーホールを設け、該スルーホールにリードフレーム１１のプリント基板挿入部を挿入し、はんだフローにより接続することで、第一の実施例と同等の効果が得られる。

すなわち、第２実施例のアンテナ装置としても、安価で精度の良い実装を実現できるアンテナ装置を提供することができる。

図３は本発明による第３実施例の送受信装置の断面図である。

本発明の送受信装置は金属製のベースプレート２５と、樹脂等で成形したハウジング
２６と、比較的誘電率の低い材料で構成した樹脂カバー２４で構成されたパッケージ内に、アンテナ装置２０とアンテナ装置を駆動，制御しアンテナ装置２０の出力信号を処理するための制御回路２３を実装した構造である。

ここにおいて、本発明の特徴は、上記のアンテナ装置２０に本発明の第一実施例または第二実施例のアンテナ装置２０を用いているところにある。

すなわち、これらのアンテナ装置２０を用いることにより、制御回路２３を形成しているプリント回路基板２２上にアンテナ装置２０を直接実装するため、制御回路２３の形成工程内でアンテナ装置２０の実装を完了することができる。

また、アンテナ装置２０の実装精度も良好であるため、アンテナの光軸のばらつきも比較的少なくできる。

したがって、本発明の送受信装置とすることで、安価でアンテナの光軸のばらつきの少ない送受信装置を提供することができる。

本発明による第１実施例のアンテナ装置の説明図。本発明による第２実施例のアンテナ装置の説明図。本発明による第３実施例の送受信装置の説明図。

符号の説明

１…誘電体基板、２…膜状アンテナ、３…給電ビア、５…はんだバンプ、６…ＭＭＩＣ、７…導体層、８…スルービア、９…高周波回路、１０…カバー、１１…リードフレーム、２０…アンテナ装置、２２…プリント回路基板、２３…制御回路、２４…樹脂カバー、２５…ベースプレート、２６…ハウジング。

Claims

セラミックを積層してなる誘電体基板に、膜状のアンテナと、上記アンテナに電力を供給するための電力供給手段と、上記電力を発生するための発振素子と、上記発振素子の駆動及び高周波信号を伝送するための高周波回路を形成したアンテナ装置であって、
上記誘電体基板の外周近傍に複数のはんだバンプを具備することを特徴とするアンテナ装置。
セラミックを積層してなる誘電体基板に、膜状のアンテナと、上記アンテナに電力を供給するための電力供給手段と、上記電力を発生するための発振素子と、上記発振素子を駆動させるための駆動回路を形成したアンテナ装置であって、
上記誘電体基板の外周に複数の金属製リードフレームを具備することを特徴とするアンテナ装置。
高周波信号を送受するためのアンテナ装置と、上記アンテナ装置を制御するための制御回路と、上記アンテナ装置の出力信号を処理するための信号処理回路を有する送受信装置であって、
上記アンテナ装置はセラミックを積層してなる誘電体基板に、膜状のアンテナと、上記アンテナに電力を供給するための電力供給手段と、上記電力を発生するための発振素子と、上記発振素子を駆動させるための駆動回路を有し、上記アンテナ装置が上記制御回路及び信号処理回路を構成する回路基板の少なくともいずれかの回路基板上に設置されていることを特徴とする送受信装置。